Question

按圖1所示裝置進行鐵和水蒸氣反應(yīng)的實驗．

（1）寫出試管A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

，

 

．
（2）為檢驗生成的氣體產(chǎn)物，需從圖2選擇必要的裝置，其正確的連接順序為（用接口字母表示）a

 

．描述能證明氣體產(chǎn)物的實驗現(xiàn)象

 

（3）反應(yīng)停止，待試管A冷卻后，取少量其中的固體物質(zhì)，加入過量的稀鹽酸充分反應(yīng)后，進行如圖3實驗：

①試劑X的化學(xué)式為

 

．
②用離子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液紅色加深的原因：

 

．
③若在實驗中加入了過量氯水，放置一段時間后，發(fā)現(xiàn)深紅色褪去，現(xiàn)對褪色的原因進行探究．
Ⅰ．提出假設(shè)：
假設(shè)1：溶液中的SCN^-被氧化．
假設(shè)2：溶液中的Fe³⁺被氧化．
假設(shè)3：

 

．
Ⅱ．設(shè)計方案：請對所提出的假設(shè)2進行驗證，寫出實驗方案．

 

．
Ⅲ．方案實施．

Answer 1

考點：鐵及其化合物的性質(zhì)實驗,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）熟石灰為氫氧化鈣，加熱分解生成氧化鈣和水，生成的水在高溫下與鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（2）生成的氣體產(chǎn)物為氫氣，氫氣與氧化銅反應(yīng)生成水，據(jù)此檢驗即可；
（3）檢驗鐵離子用硫氰化鉀溶液，氯氣有強氧化性能氧化亞鐵離子生成鐵離子．

解答： 解：（1）熟石灰為氫氧化鈣，加熱分解生成氧化鈣和水，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ca（OH）₂

高溫  .

CaO+H₂O，生成的水在高溫下與鐵反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，化學(xué)反應(yīng)方程式為：3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；故答案為：Ca（OH）₂

高溫  .

CaO+H₂O，3Fe+4H₂O（g）

高溫  .

Fe₃O₄+4H₂；
（2）氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅單質(zhì)和水，無水硫酸銅遇水變藍色，故答案為：afgbch，黑色的氧化銅變成紅色，白色的無水硫酸銅變成藍色；
（3）①固體產(chǎn)物含有四氧化三鐵和未反應(yīng)的鐵，四氧化三鐵和鐵都與鹽酸反應(yīng)生成鹽，鐵離子和硫氰化鉀溶液反應(yīng)生成紅色的溶液，所以X是硫氰化鉀，故答案為：KSCN；
②新制氯水后溶液紅色加深，說明絡(luò)合物濃度增大，氯氣將亞鐵離子氧化生成鐵離子而導(dǎo)致絡(luò)合物濃度增大，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
③假設(shè)1、2：三價鐵被氧化或硫氰酸根被氧化，則一定是不存在硫氰酸鐵；假設(shè)3：深紅色褪去說明硫氰酸鐵不存在，即溶液中的KSCN和鐵離子均被氧化成更高價態(tài)；驗證假設(shè)2的方法是：
用膠頭滴管取少量褪色后的溶液于試管中，滴加幾滴FeCl₃溶液，如果溶液出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2 正確，若溶液不變紅色，則假設(shè)2不正確，故答案為：溶液中的KSCN和鐵離子均被氧化成更高價態(tài)；用膠頭滴管取少量褪色后的溶液于試管中，滴加幾滴FeCl₃溶液，如果溶液出現(xiàn)紅色，則說明假設(shè)2 正確，若溶液不變紅色，則假設(shè)2不正確．

點評：本題以鐵和水蒸氣的實驗為載體考查了物質(zhì)的檢驗、實驗儀器的連接等知識點，難度較大，知道水能使無水硫酸銅變藍是水的特征反應(yīng)，注意鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵而不是氧化鐵，為易錯點．